رصدت الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض انفجارات أشعة غاما كومضات ساطعة من إشعاعات أشعة غاما ذات طاقة عالية تستمر لثواني معدودة مع العلم أن هذه الانفجارات تحدث في مجرات بعيدة بمليارات السنوات الضوئية عن الأرض.

هناك نوع فرعي من انفجارات أشعة غاما يطلق عليه انفجارات أشعة غاما القصيرة. تحدث انفجارات أشعة غاما عندما يتصادم نجمان نيوترونيان تبلغ كتلتهما كتلة شمسنا مضغوطة لحجم مدينة مثل لندن وتولّد هذه النجوم في آخر حياتها قبل انفجارات أشعة غاما موجات في الزمكان -الزمان والمكان- تسمى بالموجات الثقالية.

اعتقد العلماء فيما مضى أن المصدر خلف هذه الانفجارات القصيرة لابد أن يكون ثقب أسود تكوّن حديثًا لكن أظهر بحث جديد قادته عالمة الفلك الدكتورة نوريا جوردنا متجانز في جامعة باث أن هذا الاعتقاد قد لا يكون صحيحًا.

أظهرت نتائج الدراسة المنشورة في The Astrophysical Journal أن انفجارات أشعة غاما القصيرة تحدث بسبب ولادة نجم عملاق وليس ثقب أسود كما ظن العلماء سابقًا.

أوضحت الدكتورة نوريا: “هذه النتائج بالغة الأهمية لأنها تؤكد أنه يمكن للنجوم النيوترونية أن تمد انفجارات أشعة غاما القصيرة والانبعاثات الساطعة الكهرومغناطيسية التي رُصدت معها بالطاقة، فهذا الاكتشاف قد يفتح أفقًا جديدًا لتحديد أماكن اندماج النجوم النيوترونية والذي يؤدي بدوره لاكتشاف انبعاث الموجات الثقالية عند البحث عن إشارات في الفضاء”.

النظريات المتنافسة

يعرف العلماء الكثير عن انفجارات أشعة غاما القصيرة، فهي تبدأ عندما يقترب نجمان نيترونيان من بعضهما بحركة لولبية تتزايد سرعتها تدريجيًا لتتصادم وتطلق أشعة غاما المكونة لانفجارات أشعة غاما، ثم يتبعها توهّج لاحق لتنتج المواد المشعة التي وّلدها الانفجار بعد يوم واحد ما يسميه الباحثون بشفق كيلونوفا.

لا يزال العلماء في جدال بشأن ماذا يبقى بعد انفجار النجمين وما هو المصدر الذي يمد انفجارات أشعة غاما بالطاقة لكن قد يكون الجواب قريبًا بفضل نتائج دراسة جامعة باث.

انقسم العلماء بين نظريتين: تنص النظرية الأولى على أن النجوم النيوترونية تندمج لتكوّن خلال فترة وجيزة نجم نيتروني عملاق فيتحول هذا النجم لثقب أسود خلال أجزاء من الثانية، بينما تنص النظرية الثانية على أن تلك النجوم ستكوّن نجم نيتروني أقل كثافة لكنه يعيش لفترة أطول.

لكن هل تستمد انفجارات أشعة غاما القصيرة طاقتها من ثقب أسود أو من ولادة نجم نيتروني طويل الأجل؟ لا يزال هذا السؤال يحير العلماء لعقود لكن يميل الكثير من علماء الفلك إلى نظرية الثقب الأسود لاعتقادهم أنه لتتكوّن انفجارات أشعة غاما القصيرة فلابد للنجم النيوتروني أن يتحول لثقب أسود بسرعة.

الإشارات الكهرومغناطيسية

يعرف علماء الفلك عن اصطدام النجوم النيوترونية بقياس الإشارات الكهرومغناطيسية الناتجة من انفجارات أشعة غاما فنحن نعلم أنه لابد للإشارات القادمة من ثقب أسود أن تختلف عن تلك التي تصدر من بقايا نجم نيوتروني. وهذا ما أكدته الإشارات الكهرومغناطيسية من انفجارات أشعة غاما للدكتورة نوريا وزملائها بالتحديد (انفجارات أشعة غاما 180618A) التي كانت محور هذه الدراسة.

أوضحت الدكتورة نوريا بقولها: “أظهرت ملاحظاتنا لأول مرة العديد من الإشارات الصادرة من نجم نيتروني بقي على قيد الحياة ليوم واحد على الأقل بعد موت النجمان النيوترونيان المكونان له”.

قالت المؤلفة المساعدة في هذه الدراسة والمتخصصة بعلم الفلك خارج المجرة بجامعة باث الأستاذة كارول مونديل: “لقد دُهشنا من تمكننا من رؤية الضوء الأولي لانفجارات أشعة غاما 180618A والذي كان مستحيلاً دون استخدام تلسكوب آلي.

تفاجأنا عندما حللنا البيانات بعجزنا عن تفسيرها باستخدام نظرية تحول انفجارات أشعة غاما لثقب أسود. يبعث اكتشافنا هذا الأمل لماسحات السماء بأجهزة التلسكوب القادمة مثل تلسكوب المسح الشامل الكبير لمرصد روبين والذي قد نتمكن من خلاله من رصد إشارات آلاف النجوم النيوترونية طويلة الأجل قبل أن تتحول لثقب أسود”.

اختفاء التوهج اللاحق

حير اختفاء التوهج اللاحق لانفجارات أشعة غاما 180618A العلماء في البداية بسبب اختفائه بعد مرور 35 دقيقة فقط، لكن أظهرت التحاليل أن المادة المسؤولة عن هذا التوهج اللاحق السريع تتمدد بسرعة تقارب سرعة الضوء بسبب مصدر طاقة متدفق كان يدفعها من الخلف.

المفاجئ في هذا الأمر أنه كان لهذا الانبعاث سمات نجم نيوتروني حديث الولادة ذات سرعة ومغناطيسية عالية يسمى بالنجم المغناطيسي. وجد الفريق أن هذا النجم المغناطيسي كان يعيد تسخين بقايا الانفجار أثناء تباطئه بعد انفجارات أشعة غاما 180618A.

كانت الانبعاثات الصادرة من انفجارات أشعة غاما 180618A التي سببها النجم المغناطيسي أكثر سطوعًا بألف مرة من المتوقع من شفق كيلونوفا.

المصدر: https://phys.org

ترجمة: عبدالله الحربي

لينكد إن: abdullahalharbi

مراجعة وتدقيق: زينب محمد